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摘 要： 以RFID技术为依托，以农超对接中的“基地-加工企业-超市”为主要模式，围绕无公害蔬菜生产、包装、销售的主要环节，建立基于RFID的无公害蔬菜质量安全管理系统，实现对无公害蔬菜从产地到加工经营企业整个流程实施有效监管和追溯，增加对无公害蔬菜产品农药残留检测的密度和范围，及时依据检测结果做出准否上市的正确判断。
关键词：RFID；无公害蔬菜；质量安全；追溯
中图分类号：F253.3 文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.10.018
1 研究背景及国内外进展
1.1 研究背景
蔬菜质量安全在世界范围内都引起了人们的广泛关注，我国也十分重视蔬菜质量安全管理工作，中央一号文件中明确提出要加强农业标准化和农产品质量安全工作，对农产品的质量安全提出了要建立“市场准入”和“源头可追溯”的要求。近年来，天津市在加强农产品质量安全工作方面开展了许多工作，如“天津市无公害蔬菜示范工程”、“天津市种植业产品专项整治行动”等工作，有力地推进了农产品质量安全工作。天津市在不断扩大蔬菜生产能力的同时，如何提高无公害蔬菜质量安全监管的水平和能力显得尤为重要和紧迫。利用RFID（Radio Frequency Identification）、物联网等信息技术，可有效提高农产品质量安全管理水平，建立以“市场准入”和以“产地准出”相配套的监管追溯体系，把质量安全管理的关口前移到种植生产环节，实现对无公害蔬菜从产地到加工经营企业整个流程实施有效监管和追溯，增加对无公害蔬菜产品农药残留检测的密度和范围，及时依据检测结果做出准否上市的正确判断，有利于发现问题并及时处理，做到防患于未然，保障农产品质量安全，维护消费者权利。
1.2 国内外研究进展
1.2.1 RFID技术研究与应用 RFID基本原理是利用射频信号和空间耦合（电磁耦合或电磁传播）传输特性，实现对物体的自动识别[1]。由射频电子标签（Tag）、读写器（Reader）、应用系统构成。RFID在应用时，在被识别的物体上安装RFID电子标签，只要RFID读写器的可读取范围内有带有电子标签的被识别物体通过时，就可以远距离将RFID电子标签中输入的信息读取出来。目前，RFID技术已经在零售业、运输与配送、安全与认证等领域有比较成功的应用案例。在农业生产中，许多国家将RFID技术在畜牧、禽类产品质量安全管理上开展了广泛应用，如欧盟、新西兰、日本、澳大利亚等国家建立了追溯系统，有效地提高了农产品质量安全管理效率。
我国在RFID技术标准方面也开展了许多工作，国家信息产业部于2007年对RFID技术的频率进行了规划，为RFID技术在我国的应用和发展提供了无线电频谱资源保证。“十一五”期间，我国推动“射频识别（RFID）技术与应用”在多领域展开，包括超高频RFID防冲撞技术、RFID标签设计技术、RFID天线设计技术、RFID信息集成管理技术、RFID中间件研究、RFID系统测试技术等。
1.2.2 农产品质量安全管理与决策系统的应用 为了保障农产品安全生产，国外针对农产品产地认证和生产过程控制制定了一系列措施，如GAP（Good Agricultural Practices）、HACCP（Hazard Analysis Critical Control Point）等，不仅在发达国家得到了广泛应用，而且在我国也逐步得到重视和认可。GAP是以能持续改进农作物体系的先进技术为载体，通过有害生物综合管理和作物的综合管理，以风险预防和风险分析（尤其是通过HACCP）为基础，以食品安全、环境保护、职业健康/安全与福利、动物福利和可持续农业为目标，是在HACCP基本原理的指导下制定的技术规范[2]。根据我国实际情况，农业部实施了无公害农产品产地认定与产品认证措施，规范了农产品安全生产，促进了农产品品牌建设，提高了农产品市场竞争力。
1.2.3 农产品质量安全追溯系统的应用 “可追溯性”即“通过记载的识别，追踪实体的历史、应用情况和所处场所的能力”[3]，目的是提高产品安全管理的水平。ISO9002-1994《质量体系—生产、安装和服务的质量保证模式》中对标识和可追溯性提出：要规定有可追溯性要求的场合，供方应建立并保持形成文件的程序，对每个或每批产品都应有唯一性标识，这种标识应加以记录[4]。我国许多省市也开始了农产品溯源体系方面的建设工作。如农业部下达的“进京蔬菜产品质量追溯制度试点项目”，以河北省6个县市的蔬菜基地做为试点，在蔬菜包装上粘贴统一制作的二维条码，作为产品追溯码，向北京市场定点供应蔬菜；上海市农产品身份网上查询系统全面投入使用，所有农产品实现可追溯查询；南京市、深圳市、广州市等大中城市，在农产品质量安全及追溯工作方面也都开展了一系列有效的工作。
1.3 研究解决的主要问题
随着政府对农产品质量安全的深度重视和消费者质量安全意识的逐步提升，迫切需要了解整个生产过程及检测信息，因此，建立起覆盖生产及检测包装过程的无公害蔬菜质量安全管理系统对于保障全程可追溯系统的建立显得尤为重要。目前的粗放型管理模式离建立电子化、精细化的管理系统还存在着一定差距，主要表现在3个方面。
（1）对于基本生产单元不能做到精确标识，温室大棚的生产管理措施不完全相同，需要对这些单元进行精确标识，做到“一棚一档”。
（2）对于生产过程记录还不完善，而且效率低。生产记录是追溯的数据基础，目前各基地还未形成很好的生产纪录，已有记录多采用手工记录方式，不便于标准化及统计分析，需要引入信息化管理系统规范生产记录，提高管理效率。
（3）对于包装单元与生产单元关联基本脱节，由于产品包装不能关联到生产单元，追溯链就不能建立起来，因此，需要采用简单易用的电子化手段建立包装单元与生产单元之间的关联。 2 系统设计
2.1 系统架构设计
基于RFID的无公害蔬菜质量安全管理系统采用微软的.NET技术路线进行系统架构，基于C/S架构，面向农户、技术人员、检测人员、基地生产管理者和企业管理者，形成数据服务层、系统支撑层、业务应用层三层体系结构，如图1所示。
2.1.1 业务应用层 针对无公害蔬菜质量安全管理的关键环节和核心内容，面向农户、技术人员、检测人员、基地生产管理人员和企业负责人分别设计开发了便携式无公害蔬菜生产信息采集系统和无公害蔬菜质量安全管理系统，针对不同的应用系统和平台分别开发了大棚RFID读取、采收筐RFID读取、采收信息录入、信息上传、统计分析、RFID设备配置、生产资料管理、生产过程管理、检测管理、追溯标签打印等构件化组装。
2.1.2 系统支撑层 系统采用基于XML与Web Services组件化开发模式，实现了业务模块/组件的松藕合，集成RFID中间件、数据同步技术、无线通信组件、权限管理组件和用户管理组件等，搭建系统平台的应用框架，系统各组件之间应用通过用户管理、权限管理、日志管理和安全管理实现信息与服务的充分集成与共享，满足系统的安全性、实用性和扩展性。
2.1.3 数据服务层 针对无公害蔬菜质量安全管理的实际需求，结合数据分析的信息化建设需要，采用数据库构建和数据挖掘技术，整合蔬菜生产各个不同环节的数据资源，构建无公害蔬菜质量安全数据库，包括无公害标准数据库、生产管理数据库、产品检测数据库和产品包装数据库等涵盖核心业务的数据库，形成无公害蔬菜质量安全管理系统的核心数据库。
2.2 系统运行流程设计
系统由RFID电子标签全程连接，通过移植有生产信息采集系统的RFID便携式读写设备对田间农事操作进行采集，采集时先读取温室大棚的RFID，再采集定植、施肥、防治病虫害、灌溉等信息，采集后RFID便携式读写设备通过短信息、数据同步和GPRS等方式将采集的数据添加到用户端PC机上，再通过无公害蔬菜质量安全管理系统软件对采集数据进行汇总；对采收筐应用RFID进行标识，采收时将移植有生产信息采集系统的RFID便携式读写设备进行采收信息采集，采集时首先读取大棚RFID，再读取采收筐RFID，接着输入采收时间、采收品种、负责人等信息，采集后RFID便携式读写设备通过短信息、数据同步和GPRS等方式将采集的数据添加到用户端PC机上，再通过无公害蔬菜质量安全管理系统软件对采集数据进行汇总。
产品以采收筐的方式运输到包装车间后，检测合格后进行包装，包装时利用桌面式RFID读写器读取采收筐上的RFID，再通过无公害蔬菜质量安全管理系统软件检索出与采收筐RFID对应的生产履历编号，根据该生产履历编号及追溯码生成规则，生成产品标签，打印后贴制到产品包装上，便于追溯。打印完后在无公害蔬菜质量安全管理系统软件通过WebService，以XML格式的文件传输到追溯服务器数据端，服务器端通过对XML解析将上传数据添加到服务器数据库中，由此建立了与追溯码对应的追溯数据。系统运行流程如图2所示。
2.3 系统功能设计
2.3.1 便携式无公害蔬菜生产信息采集系统功能 便携式无公害蔬菜生产信息采集系统通过RFID便携式读写器，采集育苗信息、定植信息、施肥信息、防治病虫害信息、灌溉信息、收获信息等。系统与无公害蔬菜安全生产管理系统之间的数据传输采用有线和无线两种方式，有线采用USB数据传输，无线采用GSM短信或GPRS方式进行数据传输。系统包括种植管理信息采集模块、采收管理信息采集模块和数据管理模块3个部分。系统功能如图3所示。
2.3.2 无公害蔬菜质量安全管理系统功能 系统以良好农业规范（GAP）体系为基本框架，GAP体系的构建以安全主导型栽培配套技术为核心。通过便携式农事信息采集设备、手工记录等方式采集产地环境信息和生产履历信息，将信息采集到数据库中，通过GAP关键控制点的分析处理实现产前提示、产中预警和产后反馈。产品包装或出厂时，通过系统统一数据接口将数据传送到中心数据库（图4）。
2.4 数据库设计
2.4.1 数据库的表设计 数据库采用了SQL Server 2005，依据面向对象分析模型中列出的各类对象的属性和服务以及他们之间存在的各种关系，进行关系数据表的设计。这些数据表包括了农资生产企业表、企业自检表、包装信息表、收获信息表、用药信息表、施肥信息表、定植信息表、产品信息表、生产资料表、采收信息表、地块信息表等多个表结构。
2.4.2 数据库表之间的关系 系统采用的数据库是关系模型数据库SQL Server 2005，依据面向对象分析（OOA）模型中列出的各类及对象的属性和服务，以及它们之间的各种关系，将对象模型中的内容映射成关系数据表（图5）。
2.5 程序流程设计
无公害蔬菜质量安全管理包括蔬菜生产种植管理、采收包装管理、产品检测管理和质量安全管理几个部分。笔者重点对无公害蔬菜采收包装管理模块进行程序流程设计，来展现其流程，其余程序流程与此思路相同，不在本文中详细说明。
采收管理是影响无公害蔬菜质量安全的重要环节，通过制定和实施农产品采后技术标准，规范农产品采收、包装、贮藏、运输以及物流信息的全过程，对于提高产品质量具有重要作用。无公害蔬菜采收管理模块中主要完成以下几项任务：第一，确定种植期间是否使用有残留的农药，如果使用了有残留的农药，必须保证采收时间与用药时间的差大于农药的残留期，否则不能进行采收；第二，对采收筐应用RFID进行标识，产品成熟采收时，将移植有生产信息采集系统的RFID便携式读写设备进行采收信息采集，采集时首先读取大棚RFID，再读取采收筐RFID，接着输入采收时间、采收品种、负责人等信息；第二，采集后RFID便携式读写设备通过短信息、数据同步和GPRS等方式将采集的数据添加到用户端PC机上，再通过无公害蔬菜质量安全管理系统软件对采集数据进行汇总。 3 系统实现
3.1 便携式无公害蔬菜生产信息采集系统的实现
3.1.1 平台概述 系统开发在VS2005语言环境下开发，支持Mobile5.0操作系统，移植到远望谷XC2900型RFID便携式读写器中。用户采集农药使用、肥料使用、地块情况等生产管理信息和蔬菜采收信息后，系统自动生成XML文件保存在RFID便携式读写器中作为临时数据库。系统可通过短信方式、数据同步、GPRS三种形式把系统生成的XML数据上传到用户端PC机中。用户端PC机通过把RFID便携式读写器采集的数据进行数据解析后再添加到用户端数据库中，由无公害蔬菜质量安全管理系统对这些信息进行统一管理。用户再通过WebService上传到市无公害农产品（种植业）管理中心服务器数据库中。相关管理部门可以通过网站浏览用户端上传到服务器上的相关农事信息、采收信息和农药残留检测信息等信息（图6）。
3.1.2 功能实现 （1）农事信息采集。系统提供以下拉菜单、选择数据方式采集施肥、防治病虫害、灌溉、收获等信息，数据项包括生产资料名称、施用地块、操作时间等，采集后保存到手机的存储中。
（2）采收信息管理。对每个采收筐应用RFID标签进行标识，蔬菜产品采收时，将移植有生产信息采集系统的RFID便携式读写设备进行采收信息采集。采集时首先读取大棚RFID标签，再读取采收筐RFID标签，接着输入采收时间、采收品种、负责人等信息，采集后RFID便携式读写设备通过短信息、数据同步和GPRS等方式将采集的数据添加到用户端PC机上。
（3）地块信息查询。选择或输入地块号后，可查询某个地块或温室的大小、负责人、土壤环境、种植产品、定植日期、收获日期等信息。
（4）基础信息更新。可在生产管理端通过短信息、数据同步、GPRS三种形式，对如地块信息、肥料名称、农药名称等基础信息进行在线实时更新。
（5）农事信息上传。对采集到的农事信息、采收信息等，可通过短信息、数据同步、GPRS三种形式上传到生产管理系统中，系统支持长短信的发送，通过将长短信截取为多条标准长度短信，也可以USB数据传输或GPRS方式将农事信息发送到生产管理系统中。
3.2 无公害蔬菜质量安全管理系统的实现
3.2.1 平台概述 利用.NET开发平台，完成基于无公害标准的生产提示技术、文本型生产履历自动入库技术、二维追溯码生产与打印技术等，建立一套适用于生产果蔬类农产品种植企业的安全生产管理软件。系统设计中包括了对企业农药、肥料、人员、产品和地块的统一管理，地块管理中记录了种植作物的完整农事操作，系统中具有统计农药、肥料使用量和农事操作全过程的功能。产生Excel格式文件以便用户的保存、上报和打印。同时具有条码打印功能，数据通过WebService上传序列化后XML格式文件到服务器中，服务器端通过对XML格式文件解析添加到服务器数据库中。二维条码内容中存储了经过特殊加密算法的产品包装日期、条码号、产地、农户、检测信息，可在超市的追溯系统中通过对加密算法的解密显示给查询者相关产品信息，也可以通过网站、手机短信等方式对产品的出处和生产过程进行全程的追溯（图7）。
3.2.2 功能实现 （1）信息管理。包括产品信息、地块信息、农户信息的管理，用户可根据生产实际，添加或修改蔬菜品种信息、基地地块信息、环境信息等。
（2）农事信息统计。选择或输入地块号后，可查询某个地块或温室的大小、负责人、土壤环境、种植产品、定植日期、农事管理、采收信息等信息。
（3）检测信息管理。选择或输入地块号后，可查询某个地块或温室采收蔬菜产品的农药残留检测信息，包括产品名称、检测员、检测时间、检测结果等信息。
（4）生产提示与预警。以良好操作规范（GAP）为准则，以生产信息为基础，分析针对具体产品的GAP操作规范，提取关键控制点，实现生产中的实时提示。系统向用户提供无公害蔬菜环境标准、生产标准、检测标准等标准查询，并可根据种植蔬菜的品种及蔬菜生长的不同阶段提供种植参考意见，指导农户按标准合理生产。
（5）产品追溯码打印。以制定的编码规范为依据，以汉信码为载体，将无公害蔬菜的生产信息、采集包装信息、检测信息等信息，自动生成二维条码并按标准化条码格式打印出来。
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关键词：RFID；无公害蔬菜；质量安全；追溯
中图分类号：F253.3 文献标识码：A DOI编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2013.10.018
1 研究背景及国内外进展
1.1 研究背景
蔬菜质量安全在世界范围内都引起了人们的广泛关注，我国也十分重视蔬菜质量安全管理工作，中央一号文件中明确提出要加强农业标准化和农产品质量安全工作，对农产品的质量安全提出了要建立“市场准入”和“源头可追溯”的要求。近年来，天津市在加强农产品质量安全工作方面开展了许多工作，如“天津市无公害蔬菜示范工程”、“天津市种植业产品专项整治行动”等工作，有力地推进了农产品质量安全工作。天津市在不断扩大蔬菜生产能力的同时，如何提高无公害蔬菜质量安全监管的水平和能力显得尤为重要和紧迫。利用RFID（Radio Frequency Identification）、物联网等信息技术，可有效提高农产品质量安全管理水平，建立以“市场准入”和以“产地准出”相配套的监管追溯体系，把质量安全管理的关口前移到种植生产环节，实现对无公害蔬菜从产地到加工经营企业整个流程实施有效监管和追溯，增加对无公害蔬菜产品农药残留检测的密度和范围，及时依据检测结果做出准否上市的正确判断，有利于发现问题并及时处理，做到防患于未然，保障农产品质量安全，维护消费者权利。
1.2 国内外研究进展
1.2.1 RFID技术研究与应用 RFID基本原理是利用射频信号和空间耦合（电磁耦合或电磁传播）传输特性，实现对物体的自动识别[1]。由射频电子标签（Tag）、读写器（Reader）、应用系统构成。RFID在应用时，在被识别的物体上安装RFID电子标签，只要RFID读写器的可读取范围内有带有电子标签的被识别物体通过时，就可以远距离将RFID电子标签中输入的信息读取出来。目前，RFID技术已经在零售业、运输与配送、安全与认证等领域有比较成功的应用案例。在农业生产中，许多国家将RFID技术在畜牧、禽类产品质量安全管理上开展了广泛应用，如欧盟、新西兰、日本、澳大利亚等国家建立了追溯系统，有效地提高了农产品质量安全管理效率。
我国在RFID技术标准方面也开展了许多工作，国家信息产业部于2007年对RFID技术的频率进行了规划，为RFID技术在我国的应用和发展提供了无线电频谱资源保证。“十一五”期间，我国推动“射频识别（RFID）技术与应用”在多领域展开，包括超高频RFID防冲撞技术、RFID标签设计技术、RFID天线设计技术、RFID信息集成管理技术、RFID中间件研究、RFID系统测试技术等。
1.2.2 农产品质量安全管理与决策系统的应用 为了保障农产品安全生产，国外针对农产品产地认证和生产过程控制制定了一系列措施，如GAP（Good Agricultural Practices）、HACCP（Hazard Analysis Critical Control Point）等，不仅在发达国家得到了广泛应用，而且在我国也逐步得到重视和认可。GAP是以能持续改进农作物体系的先进技术为载体，通过有害生物综合管理和作物的综合管理，以风险预防和风险分析（尤其是通过HACCP）为基础，以食品安全、环境保护、职业健康/安全与福利、动物福利和可持续农业为目标，是在HACCP基本原理的指导下制定的技术规范[2]。根据我国实际情况，农业部实施了无公害农产品产地认定与产品认证措施，规范了农产品安全生产，促进了农产品品牌建设，提高了农产品市场竞争力。
1.2.3 农产品质量安全追溯系统的应用 “可追溯性”即“通过记载的识别，追踪实体的历史、应用情况和所处场所的能力”[3]，目的是提高产品安全管理的水平。ISO9002-1994《质量体系—生产、安装和服务的质量保证模式》中对标识和可追溯性提出：要规定有可追溯性要求的场合，供方应建立并保持形成文件的程序，对每个或每批产品都应有唯一性标识，这种标识应加以记录[4]。我国许多省市也开始了农产品溯源体系方面的建设工作。如农业部下达的“进京蔬菜产品质量追溯制度试点项目”，以河北省6个县市的蔬菜基地做为试点，在蔬菜包装上粘贴统一制作的二维条码，作为产品追溯码，向北京市场定点供应蔬菜；上海市农产品身份网上查询系统全面投入使用，所有农产品实现可追溯查询；南京市、深圳市、广州市等大中城市，在农产品质量安全及追溯工作方面也都开展了一系列有效的工作。
1.3 研究解决的主要问题
随着政府对农产品质量安全的深度重视和消费者质量安全意识的逐步提升，迫切需要了解整个生产过程及检测信息，因此，建立起覆盖生产及检测包装过程的无公害蔬菜质量安全管理系统对于保障全程可追溯系统的建立显得尤为重要。目前的粗放型管理模式离建立电子化、精细化的管理系统还存在着一定差距，主要表现在3个方面。
（1）对于基本生产单元不能做到精确标识，温室大棚的生产管理措施不完全相同，需要对这些单元进行精确标识，做到“一棚一档”。
（2）对于生产过程记录还不完善，而且效率低。生产记录是追溯的数据基础，目前各基地还未形成很好的生产纪录，已有记录多采用手工记录方式，不便于标准化及统计分析，需要引入信息化管理系统规范生产记录，提高管理效率。
（3）对于包装单元与生产单元关联基本脱节，由于产品包装不能关联到生产单元，追溯链就不能建立起来，因此，需要采用简单易用的电子化手段建立包装单元与生产单元之间的关联。 2 系统设计
2.1 系统架构设计
基于RFID的无公害蔬菜质量安全管理系统采用微软的.NET技术路线进行系统架构，基于C/S架构，面向农户、技术人员、检测人员、基地生产管理者和企业管理者，形成数据服务层、系统支撑层、业务应用层三层体系结构，如图1所示。
2.1.1 业务应用层 针对无公害蔬菜质量安全管理的关键环节和核心内容，面向农户、技术人员、检测人员、基地生产管理人员和企业负责人分别设计开发了便携式无公害蔬菜生产信息采集系统和无公害蔬菜质量安全管理系统，针对不同的应用系统和平台分别开发了大棚RFID读取、采收筐RFID读取、采收信息录入、信息上传、统计分析、RFID设备配置、生产资料管理、生产过程管理、检测管理、追溯标签打印等构件化组装。
2.1.2 系统支撑层 系统采用基于XML与Web Services组件化开发模式，实现了业务模块/组件的松藕合，集成RFID中间件、数据同步技术、无线通信组件、权限管理组件和用户管理组件等，搭建系统平台的应用框架，系统各组件之间应用通过用户管理、权限管理、日志管理和安全管理实现信息与服务的充分集成与共享，满足系统的安全性、实用性和扩展性。
2.1.3 数据服务层 针对无公害蔬菜质量安全管理的实际需求，结合数据分析的信息化建设需要，采用数据库构建和数据挖掘技术，整合蔬菜生产各个不同环节的数据资源，构建无公害蔬菜质量安全数据库，包括无公害标准数据库、生产管理数据库、产品检测数据库和产品包装数据库等涵盖核心业务的数据库，形成无公害蔬菜质量安全管理系统的核心数据库。
2.2 系统运行流程设计
系统由RFID电子标签全程连接，通过移植有生产信息采集系统的RFID便携式读写设备对田间农事操作进行采集，采集时先读取温室大棚的RFID，再采集定植、施肥、防治病虫害、灌溉等信息，采集后RFID便携式读写设备通过短信息、数据同步和GPRS等方式将采集的数据添加到用户端PC机上，再通过无公害蔬菜质量安全管理系统软件对采集数据进行汇总；对采收筐应用RFID进行标识，采收时将移植有生产信息采集系统的RFID便携式读写设备进行采收信息采集，采集时首先读取大棚RFID，再读取采收筐RFID，接着输入采收时间、采收品种、负责人等信息，采集后RFID便携式读写设备通过短信息、数据同步和GPRS等方式将采集的数据添加到用户端PC机上，再通过无公害蔬菜质量安全管理系统软件对采集数据进行汇总。
产品以采收筐的方式运输到包装车间后，检测合格后进行包装，包装时利用桌面式RFID读写器读取采收筐上的RFID，再通过无公害蔬菜质量安全管理系统软件检索出与采收筐RFID对应的生产履历编号，根据该生产履历编号及追溯码生成规则，生成产品标签，打印后贴制到产品包装上，便于追溯。打印完后在无公害蔬菜质量安全管理系统软件通过WebService，以XML格式的文件传输到追溯服务器数据端，服务器端通过对XML解析将上传数据添加到服务器数据库中，由此建立了与追溯码对应的追溯数据。系统运行流程如图2所示。
2.3 系统功能设计
2.3.1 便携式无公害蔬菜生产信息采集系统功能 便携式无公害蔬菜生产信息采集系统通过RFID便携式读写器，采集育苗信息、定植信息、施肥信息、防治病虫害信息、灌溉信息、收获信息等。系统与无公害蔬菜安全生产管理系统之间的数据传输采用有线和无线两种方式，有线采用USB数据传输，无线采用GSM短信或GPRS方式进行数据传输。系统包括种植管理信息采集模块、采收管理信息采集模块和数据管理模块3个部分。系统功能如图3所示。
2.3.2 无公害蔬菜质量安全管理系统功能 系统以良好农业规范（GAP）体系为基本框架，GAP体系的构建以安全主导型栽培配套技术为核心。通过便携式农事信息采集设备、手工记录等方式采集产地环境信息和生产履历信息，将信息采集到数据库中，通过GAP关键控制点的分析处理实现产前提示、产中预警和产后反馈。产品包装或出厂时，通过系统统一数据接口将数据传送到中心数据库（图4）。
2.4 数据库设计
2.4.1 数据库的表设计 数据库采用了SQL Server 2005，依据面向对象分析模型中列出的各类对象的属性和服务以及他们之间存在的各种关系，进行关系数据表的设计。这些数据表包括了农资生产企业表、企业自检表、包装信息表、收获信息表、用药信息表、施肥信息表、定植信息表、产品信息表、生产资料表、采收信息表、地块信息表等多个表结构。
2.4.2 数据库表之间的关系 系统采用的数据库是关系模型数据库SQL Server 2005，依据面向对象分析（OOA）模型中列出的各类及对象的属性和服务，以及它们之间的各种关系，将对象模型中的内容映射成关系数据表（图5）。
2.5 程序流程设计
无公害蔬菜质量安全管理包括蔬菜生产种植管理、采收包装管理、产品检测管理和质量安全管理几个部分。笔者重点对无公害蔬菜采收包装管理模块进行程序流程设计，来展现其流程，其余程序流程与此思路相同，不在本文中详细说明。
采收管理是影响无公害蔬菜质量安全的重要环节，通过制定和实施农产品采后技术标准，规范农产品采收、包装、贮藏、运输以及物流信息的全过程，对于提高产品质量具有重要作用。无公害蔬菜采收管理模块中主要完成以下几项任务：第一，确定种植期间是否使用有残留的农药，如果使用了有残留的农药，必须保证采收时间与用药时间的差大于农药的残留期，否则不能进行采收；第二，对采收筐应用RFID进行标识，产品成熟采收时，将移植有生产信息采集系统的RFID便携式读写设备进行采收信息采集，采集时首先读取大棚RFID，再读取采收筐RFID，接着输入采收时间、采收品种、负责人等信息；第二，采集后RFID便携式读写设备通过短信息、数据同步和GPRS等方式将采集的数据添加到用户端PC机上，再通过无公害蔬菜质量安全管理系统软件对采集数据进行汇总。 3 系统实现
3.1 便携式无公害蔬菜生产信息采集系统的实现
3.1.1 平台概述 系统开发在VS2005语言环境下开发，支持Mobile5.0操作系统，移植到远望谷XC2900型RFID便携式读写器中。用户采集农药使用、肥料使用、地块情况等生产管理信息和蔬菜采收信息后，系统自动生成XML文件保存在RFID便携式读写器中作为临时数据库。系统可通过短信方式、数据同步、GPRS三种形式把系统生成的XML数据上传到用户端PC机中。用户端PC机通过把RFID便携式读写器采集的数据进行数据解析后再添加到用户端数据库中，由无公害蔬菜质量安全管理系统对这些信息进行统一管理。用户再通过WebService上传到市无公害农产品（种植业）管理中心服务器数据库中。相关管理部门可以通过网站浏览用户端上传到服务器上的相关农事信息、采收信息和农药残留检测信息等信息（图6）。
3.1.2 功能实现 （1）农事信息采集。系统提供以下拉菜单、选择数据方式采集施肥、防治病虫害、灌溉、收获等信息，数据项包括生产资料名称、施用地块、操作时间等，采集后保存到手机的存储中。
（2）采收信息管理。对每个采收筐应用RFID标签进行标识，蔬菜产品采收时，将移植有生产信息采集系统的RFID便携式读写设备进行采收信息采集。采集时首先读取大棚RFID标签，再读取采收筐RFID标签，接着输入采收时间、采收品种、负责人等信息，采集后RFID便携式读写设备通过短信息、数据同步和GPRS等方式将采集的数据添加到用户端PC机上。
（3）地块信息查询。选择或输入地块号后，可查询某个地块或温室的大小、负责人、土壤环境、种植产品、定植日期、收获日期等信息。
（4）基础信息更新。可在生产管理端通过短信息、数据同步、GPRS三种形式，对如地块信息、肥料名称、农药名称等基础信息进行在线实时更新。
（5）农事信息上传。对采集到的农事信息、采收信息等，可通过短信息、数据同步、GPRS三种形式上传到生产管理系统中，系统支持长短信的发送，通过将长短信截取为多条标准长度短信，也可以USB数据传输或GPRS方式将农事信息发送到生产管理系统中。
3.2 无公害蔬菜质量安全管理系统的实现
3.2.1 平台概述 利用.NET开发平台，完成基于无公害标准的生产提示技术、文本型生产履历自动入库技术、二维追溯码生产与打印技术等，建立一套适用于生产果蔬类农产品种植企业的安全生产管理软件。系统设计中包括了对企业农药、肥料、人员、产品和地块的统一管理，地块管理中记录了种植作物的完整农事操作，系统中具有统计农药、肥料使用量和农事操作全过程的功能。产生Excel格式文件以便用户的保存、上报和打印。同时具有条码打印功能，数据通过WebService上传序列化后XML格式文件到服务器中，服务器端通过对XML格式文件解析添加到服务器数据库中。二维条码内容中存储了经过特殊加密算法的产品包装日期、条码号、产地、农户、检测信息，可在超市的追溯系统中通过对加密算法的解密显示给查询者相关产品信息，也可以通过网站、手机短信等方式对产品的出处和生产过程进行全程的追溯（图7）。
3.2.2 功能实现 （1）信息管理。包括产品信息、地块信息、农户信息的管理，用户可根据生产实际，添加或修改蔬菜品种信息、基地地块信息、环境信息等。
（2）农事信息统计。选择或输入地块号后，可查询某个地块或温室的大小、负责人、土壤环境、种植产品、定植日期、农事管理、采收信息等信息。
（3）检测信息管理。选择或输入地块号后，可查询某个地块或温室采收蔬菜产品的农药残留检测信息，包括产品名称、检测员、检测时间、检测结果等信息。
（4）生产提示与预警。以良好操作规范（GAP）为准则，以生产信息为基础，分析针对具体产品的GAP操作规范，提取关键控制点，实现生产中的实时提示。系统向用户提供无公害蔬菜环境标准、生产标准、检测标准等标准查询，并可根据种植蔬菜的品种及蔬菜生长的不同阶段提供种植参考意见，指导农户按标准合理生产。
（5）产品追溯码打印。以制定的编码规范为依据，以汉信码为载体，将无公害蔬菜的生产信息、采集包装信息、检测信息等信息，自动生成二维条码并按标准化条码格式打印出来。
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